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2B i o l o g í a

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CASTILLA Y LEÓN CONVOCATORIA SEPTIEMBRE 2009

S O L U C I Ó N D E L A P R U E B A D E A C C E S OAUTORA: María Purificación Hernández Nieves

� a) Aunque la molécula de agua es eléctricamente neu-tra, presenta carácter bipolar: un polo negativo entorno al oxígeno y un polo positivo en torno a loshidrógenos.

Estructura de la molécula de agua.

b) La consecuencia de la polaridad de la molécula deagua es que favorece la interacción con otras molé-culas de agua u otras moléculas polares, de formaque la parte con carga eléctrica negativa de unamolécula atrae a la parte con carga positiva de laotra y se establece , entre ellas, un tipo de enlacedenominado enlace o puente de hidrógeno. Comoconsecuencia de la formación de estos enlaces, elagua presenta una serie de características: grancohesión entre sus moléculas, gran poder disolvente,capilaridad, elevada tensión superficial, elevadocalor específico, etcétera.

c) La importancia de los efectos anteriores sobre lossistemas vivos radica en lo siguiente:

� El agua es el disolvente natural de las sustanciasbiológicas. En ella tienen lugar todas las reaccio-nes químicas que se llevan a cabo en el seno delos seres vivos.

� Debido a la gran cohesión entre sus moléculas, elagua presenta capilaridad, es decir, capacidad deascender por tubos muy finos. Esta propiedadresulta fundamental para el ascenso de la saviabruta por los tubos del xilema en las plantas.

� Su elevada tensión superficial permite que lasuperficie libre del agua se comporte como unamembrana elástica tensa. Esta propiedad es lacausa de la mayoría de las deformaciones celula-res y de los movimientos citoplasmáticos.

� Su elevado calor específico tiene importantesconsecuencias para los seres vivos, puesto quepara una cantidad de calor determinada, la tem-

peratura del agua asciende más lentamente queen otros líquidos, lo cual hace posible que losorganismos acuáticos puedan vivir en un ambien-te con pocas fluctuaciones térmicas. Los animalesterrestres también se benefician de esta amorti-guación térmica, gracias a la gran cantidad deagua que poseen en sus estructuras.

� a) Los componentes de la membrana plasmática serepresentan en el siguiente esquema:

b) El glucocálix es uno de los componentes más llamati-vos de la membrana celular. Está formado por los glú-cidos, situados solo en la parte externa de la mem-brana, en forma de glucolípidos y glucoproteínas. Lafunción del glucocálix es el reconocimiento celular,en concreto el de las cadenas de oligosacáridos, queactúan como señales que deben ser reconocidas parapoder interrelacionarse con las células que los pose-en. Son los denominados receptores de membrana.

c) Las diferencias entre el transporte pasivo y el activoson las siguientes: mientras el transporte pasivo serealiza a favor de un gradiente de concentración yno requiere gasto de energía, el activo se lleva acabo en contra de este gradiente, con el consecuen-te gasto de ATP.

d) Las hormonas esteroideas y los fármacos liposolu-bles atraviesan la membrana por difusión simple através de la bicapa lipídica; los azúcares y los amino-ácidos lo hacen por difusión facilitada por permeasasy las macromoléculas, por fagocitosis y exocitosis.

� a) Se conoce como fotofosforilación cíclica la forma-ción de ATP en la fase luminosa de la fotosíntesis, enla que no hay desprendimiento de oxígeno. Lascaracterísticas más notables de la fotofosforilacióncíclica son las siguientes:

� Se trata de un proceso mediante el cual se formaATP.

Opción A

��

��

O

H

H

104,5∞

��

región electropositiva

región electronegativa

fracciones glucídicas glucoproteína

caraexterna

carainterna

colesterolproteínatransmembranal

proteína asociadaa la cara interna

glucolípido

regiónhidrófoba

(capa clara)

regiónhidrófila

(capas densas)

� Se realiza en la fase luminosa de la fotosíntesis.

� Tiene lugar en un sistema cíclico donde los elec-trones salen de una molécula y retornan a ella enun circuito cerrado.

� No se libera oxígeno.

� En ella actúa solo el fotosistema I.

� Únicamente se genera ATP y no NADPH2, pues, alretornar los electrones a la molécula del centro dereacción, no se produce oxidación ni reducciónneta de compuesto alguno.

� Este tipo de fotofosforilación tiene lugar cuandolas plantas demandan más ATP sin necesidad deformar más moléculas de NADPH2.

b) La molécula de ATP se forma en la fase luminosa dela fotosíntesis, en un proceso conocido como foto-fosforilación (no cíclica y cíclica). Se genera en unasmoléculas conocidas como citocromos.

El oxígeno es el gas que se libera a la atmósfera en lafase luminosa de la fotosíntesis (fotofosforilación nocíclica) tras producirse la fotolisis del agua, que serepresenta en la siguiente reacción:

H2O � 2 fotones → 2 H� � 2 e� � 1/2 O2

La ribulosa 1,5-difosfato es la molécula aceptora delCO2 en la fotosíntesis. Interviene en la fase oscura, enconcreto en la fase carboxilativa del ciclo de Calvin.

La molécula de NADPH se forma en la fase luminosade la fotosíntesis (fotofosforilación no cíclica), en unproceso conocido como fotorreducción.

c) El sistema ATP sintetasa lo constituyen una serie decomplejos enzimáticos transmembrana que acoplanel paso de protones con la fosforilación del ADP parasintetizar ATP. Se localizan en la membrana del tila-coide y constan de dos subunidades: una integradaen la membrana (CF0) y otra en el estroma (CF1). Sonmuy semejantes a las que se encuentran en la mem-brana mitocondrial.

� P fenotipos: hombre mujer daltónico portadora

genotipos: XdY X XXd

gametos: Xd Y X Xd

F1 genotipos: XXd XdXd XY XdY

a) Los genotipos de la F1 son: XXd, XdXd, XY, XdY.

b) La probabilidad que tiene la pareja de engendrar unvarón daltónico (XdY) es de un 25 %.

c) La probabilidad de tener una hija portadora de dal-tonismo (XXd) es de un 25 %.

d) La herencia ligada al sexo es la herencia de los carac-teres no sexuales que se transmite con los cromoso-mas sexuales, puesto que tienen sus loci en ellos.

El daltonismo es un ejemplo de herencia ligada alsexo, ya que depende de un gen recesivo ligado al cromosoma X.

� a) Se entiende por inmunidad la capacidad que tieneun organismo para defenderse del ataque de partí-culas extrañas.

b) La inmunidad puede ser congénita (innata) o adqui-rida. La inmunidad puede adquirirse de un modonatural o artificial. La inmunidad adquirida artificial-mente puede ser activa o pasiva.

Inmunidad congénita

Es aquel tipo de inmunidad que poseen algunasespecies o individuos por su propia naturaleza y, portanto, se tiene desde el nacimiento. El feto de losmamíferos también adquiere inmunidad natural,pero esta es de tipo pasivo, pues la recibe a través dela placenta de la madre hasta que sus mecanismosinmunológicos se desarrollan completamente.

Inmunidad adquirida

Este tipo de inmunidad se alcanza en algún momen-to de la vida del individuo como consecuencia de laformación de anticuerpos. Dentro de ella podemosdiferenciar la adquirida naturalmente y la adquiridaartificialmente.

� La inmunidad natural es la que se adquiere natu-ralmente tras padecer y curarse de una enferme-dad infecciosa. Los antígenos que causan la enfer-medad estimulan la producción de anticuerpos,que permanecen en la sangre del individuodurante mucho tiempo.

� La inmunidad artificial es la que se adquiere artifi-cialmente mediante diversas técnicas ideadas porel ser humano. Puede ser activa o pasiva.

� La inmunidad activa se consigue mediante elempleo de vacunas. Las vacunas son prepara-dos de antígenos atenuados, los cuales provo-can respuesta inmune, pero no la enfermedad.El organismo forma anticuerpos y generamemoria inmunológica frente al antígeno, loque produce una inmunidad de tipo activo ypermanente frente a la enfermedad.

� La inmunidad pasiva se logra con el empleo desueros. Los sueros son anticuerpos formadospreviamente en el cuerpo de un animal, que seinyectan en otro y son específicos contra el antí-geno causante de la enfermedad. Por tanto, elorganismo no participa en la elaboración de losanticuerpos. El efecto de los sueros es inmedia-to (pocas horas) y dura mientras los anticuerpospermanecen en el plasma sanguíneo. A diferen-cia de las vacunas, los sueros producen efectosinmediatos y su efecto curativo es poco durade-ro, por lo deben administrarse cuantas vecessea necesario.

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(introducción de vacunas) y la sueroterapia (trata-miento de enfermedades con suero) son las siguien-tes:

Vacunación Sueroterapia

Produce inmunidad activa. Produce inmunidad pasiva.

Se inyectan antígenosatenuados o inactivos.

Se inyectan anticuerposespecíficos.

El organismo elaboraanticuerpos que provocanuna respuesta primaria.

El organismo no elaboraanticuerpos.

Genera memoriainmunológica frente alantígeno.

No genera memoriainmunológica.

La inmunidad frente a laenfermedad espermanente.

La duración es de unosmeses.

Requiere varios días paraproducir su efecto.

El efecto es inmediato(pocas horas).

Opción B

� a) Un aminoácido es una molécula formada por un áto-mo de carbono, llamado carbono α, al que se unenun grupo amino (–NH2), un grupo ácido (–COOH), unhidrógeno y una cadena variada, según los diferen-tes tipos de aminoácidos, denominada cadena late-ral (R). Los aminoácidos son los monómeros de lasproteínas. Su fórmula general es la siguiente:

R�CH�COOH

NH2

La formación del enlace peptídico la representamosen el siguiente esquema:

Formación del enlace peptídico.

b) Las proteínas presentan diferentes niveles estructu-rales: estructura primaria, secundaria, terciaria y cua-ternaria. Las tres primeras son comunes a todas lasproteínas y la cuaternaria solo la presentan algunasde ellas.

Estructura primaria. Es la secuencia de los aminoáci-dos de la cadena polipeptídica, enlazados por enla-ces peptídicos entre el grupo –CO de un aminoácidoy el grupo –NH del siguiente.

Cadena lineal de aminoácidos.

Estructura secundaria. Es el plegamiento estable de lacadena polipeptídica en el espacio. Puede ser de dostipos: la α-hélice y la lámina plegada o lámina β. Lasdiferentes cadenas polipeptídicas de una banda y otrase unen por puentes de hidrógeno entre el grupo –COde una banda y el grupo –NH de la banda contigua.

En la estructura en α-hélice, las cadenas polipeptídi-cas se disponen helicoidalmente y los puentes dehidrógeno unen dos bandas contiguas:

Estructura secundaria en modelo de α-hélice dextrógira.

enlace peptídico

R1

CH O�

�H3N C

O

�

CH O�

�H3N

O

C

R2

� H2O�H3N C

CH

CH

NH

O�

C

OR1

O R2

R1

CH

�H3N C

O

CH

NH C

O

R2

NH

R3

CH

C

O

CH

NH C

O

R4

NH

R5

CH

COO�

�

puente dehidrógeno

N

N

N

N

N

O

O

O

O

R

R

R

R

R

H

HH

H

H

H

H

H

H

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En la estructura en lámina plegada, los carbonos α sesitúan en las aristas de los ángulos diedros del plega-miento, las R se sitúan alternativamente hacia arribay hacia abajo de la lámina, los grupos –CO y –NH enlos planos de los ángulos diedros y las diferentescadenas polipeptídicas se unen por los puentes dehidrógeno que se establecen entre ellas.

Estructura secundaria en lámina plegada.

La estructura terciaria de una proteína es la disposi-ción que adopta la estructura secundaria en el espacioo, lo que es lo mismo, la estructura tridimensional. Seforma como consecuencia de las interacciones quese establecen entre las cadenas laterales (R) de losaminoácidos que la constituyen. Esta estructura pue-de ser de dos tipos:

� Globular. En este caso, la estructura secundariaen α hélice o en lámina β se repliega, debido aque los aminoácidos que poseen cadenas hidró-fobas se disponen en el interior de la estructura,mientras que los que poseen restos polares selocalizan en la superficie. Esta estructura se esta-biliza por los enlaces que se establecen entre lascadenas laterales (R) de los aminoácidos. Estosenlaces son: enlaces por puentes de hidrógeno(entre cadenas de aminoácidos polares sin carga),enlaces electrostáticos (entre grupos carboxilo, –COOH y grupos amino, –NH2, de aminoácidosácidos y básicos, respectivamente), enlaces hidro-fóbicos y fuerzas de Van der Waals (entre los radi-cales alifáticos y aromáticos de las cadenas latera-les correspondientes a aminoácidos apolares) yenlaces disulfuro (enlace covalente, fuerte, que seestablece entre los átomos de cinco de los amino-ácidos de cisteína).

Dentro de la estructura globular, hay tramos for-mados por determinadas combinaciones de αhélices y láminas β que se repliegan para formarestructuras compactas denominadas dominiosestructurales. Son particularmente estables y des-empeñan funciones concretas.

Estructura terciaria (proteína globular).

� Fibrosa. En realidad, es una estructura terciariamuy simple, ya que las cadenas laterales de losaminoácidos apenas influyen debido a que haypocos grupos polares entre ellas. Generalmente,lo que se forma es una superestructura secunda-ria que da lugar a esta estructura fibrosa. Tieneneste tipo de enrollamiento la queratina, el coláge-no y la fibrina.

c) Una holoproteína es una proteína pura, es decir, unaproteína formada solo por aminoácidos, mientrasque una heteroproteína es una molécula que pre-senta una parte proteica y otra no proteica llamadagrupo prostético. Las holoproteínas pueden ser fibri-lares o globulares. Sin embargo, las heteroproteínasson todas globulares y se clasifican en función delgrupo prostético.

Un ejemplo de holoproteína es la albúmina, que tie-ne función nutritiva. Un ejemplo de heteroproteínason las inmunoglobulinas, que presentan como gru-po prostético un glúcido y tienen función defensiva.

� a) En la anafase de la mitosis, las fibras del huso acro-mático se acortan y tiran de las cromátidas de loscromosomas a través de los cinetocoros. Las cromáti-das hermanas de un mismo cromosoma se separan:una se dirige a un polo de la célula y la otra, al poloopuesto. En este momento, los grupos de cromáti-das se denominan cromosomas hijos.

b) El acontecimiento i) tiene lugar en la telofase.

El acontecimiento ii) tiene lugar en la profase.

El acontecimiento iii) tiene lugar en la profase.

El acontecimiento iv) tiene lugar en la anafase.

c) En un proceso de mitosis, una vez que se produce lacitocinesis se obtienen dos células hijas. En la meio-sis, en cambio, se obtienen cuatro células hijas, yaque este proceso consta de dos divisiones meióticasy, tras la primera, cada una de las dos células que seoriginan sufre la segunda división meiótica (mitosisnormal) que da lugar, en total, a cuatro células.

� a) La degradación total de la glucosa tiene lugar en larespiración celular aerobia. Se desarrolla en tresfases: glucólisis, ciclo de Krebs y cadena oxidativa otransportadora de electrones.

La glucólisis tiene lugar en el citoplasma de la célula.Allí, la glucosa se transforma en dos moléculas deácido pirúvico, que sufren una serie de reacciones

R'

R'

H

N

H

N

N

H

O

C

O

CC

O

C

O

N

H

R'

R'

H

N

H

N

OH

H

O

CC

O

C

O

N

H

R'

H

N

OH

N

H

O

C

O

CH

C

O

N

H

R

R

R

R

R

centriolos

husoacromático

cromátidas

Anafase mitótica.

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hasta convertirse en acetil-CoA. Esta molécula pasa ala mitocondria (condiciones aerobias) y se dirige a lamatriz mitocondrial para ingresar en el ciclo deKrebs. Más tarde, los productos hidrogenados deeste ciclo llegan a las crestas mitocondriales pararealizar la fosforilación oxidativa, a través de lostransportadores electrónicos que se encuentran enestas crestas; se obtienen así CO2, H2O y ATP.

b) El proceso metabólico que conduce a la formaciónde piruvato es la glucólisis. Es una ruta característicade todas células (tanto procariotas como eucariotas),ya que se trata de un paso obligado en cualquiertipo de respiración (aerobia y anaerobia). El procesose lleva a cabo en el citoplasma de la célula, en con-diciones anaerobias.

La fase completa de la glucólisis viene representadaen el siguiente esquema:

Esquema general de la glucólisis.

El ácido pirúvico puede tomar dos caminos:

� Si ingresa en la mitocondria y, por tanto, se dancondiciones aerobias, tras convertirse en acetil-CoA ingresa en el ciclo de Krebs y se obtienen lossiguientes compuestos: CO2, NADH + H+, FADH2 yGTP.

Las moléculas obtenidas, al ingresar en la cadenaoxidativa o cadena respiratoria (en las crestasmitocondriales), se reducen y se oxidan a medidaque van cediéndose unas a otras los protones ylos electrones procedentes del NADH y del FADH2,hasta originar H2O y ATP.

� Si el ácido pirúvico sigue en el citoplasma y, portanto, en condiciones anaerobias, tienen lugar lasfermentaciones. La fermentación es un procesocatabólico en el que el aceptor final de protones yelectrones es un compuesto de naturaleza orgáni-ca: alcohol etílico (fermentación alcohólica) o áci-do láctico (fermentación láctica).

En la fermentación alcohólica, el ácido pirúvico(piruvato) se convierte en etanol y CO2 cuandoactúan sobre él levaduras del género Saccharomy-ces, según el siguiente proceso:

Fermentación alcohólica.

Si el ácido pirúvico obtenido en la glucólisis per-manece en el citoplasma de las bacterias de losgéneros Lactobacillus y Streptococcus, después deconvertir la lactosa de la leche en glucosa y estaen ácido pirúvico, este último es transformado enácido láctico:

Fermentación láctica.

� a) El paso 1) corresponde a la transcripción del ADN.Tiene lugar en el núcleo de las células eucariotas yen el citoplasma de las procariotas.

glucosa

glucosa-6-fosfatoADP

ATP

2

2 NAD�2 Pi

NADH � H�

ADP

ATP

fructosa-6-fosfato

gliceraldehído-3-fosfato (2 moléculas)

primera reacciónde activación

segunda reacciónde activación

primera reacciónformadora de ATP

(fosforilación a nivelde sustrato)

segunda reacciónformadora de ATP

(fosforilación a nivelde sustrato)

oxidacióny fosforilación

fructosa-1,6-difosfato

gliceraldehído-3-fosfato�

dihidroxiacetona fosfato

3-fosfoglicerato (2 moléculas)

2-fosfoglicerato (2 moléculas)

fosfoenolpiruvato (2 moléculas)

piruvato (2 moléculas)

ATP2

2 H2O

2 ADP

1,3-difosfoglicerato (2 moléculas)

ATP2

2 ADP

glucosa

2ADP

2ATP

2NAD�

2NADH

piruvato etanol

CH3�CH2OHCH3�CO�COO� CH3�C�H

O

CO2 alcoholdeshidrogenasa

acetaldehído

glucosa

2ADP

2ATP

2NAD�

2NADH

piruvato lactato

CH3�CHOH�COO�CH3�CO�COO�

piruvato-descarboxilasa

lactato-deshidrogenasa

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El paso 2) corresponde a la traducción o síntesis deproteínas. Tiene lugar en los ribosomas.

b) La correspondencia entre aminoácidos y codones esla que sigue:

Codones Aminoácidos

AUU Ile

CGA Arg

UGC Cys

GUC Val

CUU Leu

c) Si se produce una mutación de la primera A por unaC, no se codificará el aminoácido Ile sino el Leu y, porconsiguiente, se formará otra cadena polipeptídicadiferente:

Leu-Arg-Cys-Val-Leu

� a) Las diferencias más significativas entre bacteriasGram positivas y Gram negativas se encuentran ensu pared celular. El componente mayoritario de estasparedes es el peptidoglicano o mureína. Está forma-do por cadenas polisacarídicas compuestas por azú-cares: N-acetilglucosamina (NAG) y ácido N-acetil-murámico (NAM) unidos por enlaces glucosídicos. AlNAM se une, a su vez, una corta cadena de cuatroaminoácidos. En las bacterias Gram positivas hay,además, ácidos teicoicos, y en las Gram negativasexiste una membrana externa cuyo componentemayoritario son los lipopolisacáridos.

b) Desde el punto de vista de los fines de aprovisiona-miento de energía, las bacterias se pueden dividiren:

� Fototrofas. La energía procede de la radiaciónsolar. A su vez, pueden ser:

� Fotolitotrofas. Captan energía lumínica enpresencia de sustancias inorgánicas.

� Fotoorganotrofas. Captan energía lumínicacon requerimiento de sustancias orgánicas.

� Quimiotrofas. La energía se desprende a partir demoléculas químicas en reacciones biológicas deóxido-reducción. A su vez, pueden ser:

� Quimiolitotrofas. Captan energía química apartir de sustancias inorgánicas.

� Quimioorganotrofas. Captan energía químicaa partir de sustancias orgánicas.

Desde el punto de vista biosintético (es decir, parasus necesidades estructurales o de crecimiento), lasbacterias se pueden clasificar en:

� Litotrofas. Son aquellas que solo requieren sus-tancias inorgánicas sencillas (SH2, SO, NH3, NO2,Fe, etcétera).

� Organotrofas. Necesitan compuestos orgánicos(hidratos de carbono, hidrocarburos, lípidos, pro-teínas, alcoholes...).

� Autotrofas. Crecen sintetizando sus materiales apartir de sustancias inorgánicas sencillas.

� Heterotrofas. Su fuente de carbono es orgánica.No obstante, pueden captar en forma inorgánicaotros elementos distintos del carbono).

Podemos resumir todo esto de la siguiente manera:

c) Las levaduras pertenecen al reino Hongos. Se tratade hongos unicelulares.

Algunas aplicaciones industriales de las levadurasson la fabricación del pan, el vino y la cerveza. Inter-vienen en estos procesos las levaduras de la especieSaccharomyces cerevisiae.

ácidosteicoicos

peptidoglicanoo mureína

membranaplasmática

lipopolisacárido(LPS)

8 nm

peptidoglicanoo mureína

membranaplasmática

fosfolípido

lípido A proteína

porina

membranaexterna

espacioperiplásmico

Tipos nutricionales Tipos de bacterias

Fotoautotrofas Bacterias fotosintéticas

Fotoheterotrofas Bacterias rojas no sulfúreas

Quimioautotrofas Bacterias quimiolitotrofas

Quimioheterotrofas Bacterias heterotrofas

Estructura de la pared bacteriana de tipo Gramnegativo.

Estructura de la pared bacteriana de tipo Grampositivo.